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JP7702977B2 - Integrated Circuits - Google Patents
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Description

本発明は集積回路に関し、特に、アクティブペンが送信したペン信号を検出するための集積回路に関する。 The present invention relates to an integrated circuit, and more particularly to an integrated circuit for detecting pen signals transmitted by an active pen.

指やパッシブペンなどのパッシブポインタを検出する静電容量検出装置が知られている。この種の静電容量検出装置は、各複数のX電極及びY電極を有するセンサと、複数のX電極に対して検出用信号を送出し、この検出用信号を複数のY電極において順次検出する集積回路とを有して構成される。集積回路は、各Y電極における検出用信号の検出強度に基づき、パッシブポインタの位置を導出する処理を行う。 There is known a capacitance detection device that detects a passive pointer such as a finger or a passive pen. This type of capacitance detection device is composed of a sensor having a plurality of X electrodes and Y electrodes, and an integrated circuit that sends detection signals to the plurality of X electrodes and sequentially detects these detection signals at the plurality of Y electrodes. The integrated circuit performs processing to derive the position of the passive pointer based on the detection strength of the detection signal at each Y electrode.

集積回路における検出用信号の検出は、A/D変換回路を用いて実行される。特許文献1には、この種のA/D変換回路として、デルタシグマ変調回路を用いる例が開示されている。デルタシグマ変調回路を用いれば、A/D変換回路で発生する量子化ノイズを低減することができるので、検出用信号の検出精度を高めることが可能になる。Detection of the detection signal in the integrated circuit is performed using an A/D conversion circuit. Patent Document 1 discloses an example of using a delta-sigma modulation circuit as this type of A/D conversion circuit. By using a delta-sigma modulation circuit, it is possible to reduce quantization noise generated in the A/D conversion circuit, thereby improving the detection accuracy of the detection signal.

また、ペン先電極に交流電圧を加えることで交流信号を送信するアクティブペンが知られている。特許文献2には、この種のアクティブペンの一例が開示されている。以下では、アクティブペンが送信する交流信号を「ペン信号」と称する。Also known is an active pen that transmits an AC signal by applying an AC voltage to the pen tip electrode. Patent Document 2 discloses an example of this type of active pen. Hereinafter, the AC signal transmitted by the active pen will be referred to as the "pen signal."

米国特許出願公開第2007-0046299号明細書US Patent Application Publication No. 2007-0046299 国際公開第2015/111159号公報International Publication No. 2015/111159

ここで、デルタシグマ変調回路をペン信号の検出にも用いることができれば、ペン信号の検出精度を高められると考えられる。しかしながら従来、デルタシグマ変調回路を用いてペン信号の検出を行うことは現実的ではなかった。以下、その理由について詳しく説明する。 If the delta-sigma modulation circuit could also be used to detect the pen signal, it would be possible to improve the accuracy of pen signal detection. However, in the past, it was not practical to detect the pen signal using a delta-sigma modulation circuit. The reasons for this are explained in detail below.

まず前提として、デルタシグマ変調回路は、入力信号からフィードバック信号を減算する減算器と、減算器の出力信号を積分する積分器と、積分器の出力信号を量子化するコンパレータと、コンパレータの一連の出力値(「+1」又は「-1」)により示されるパルス信号を増幅することによって上記フィードバック信号を生成する増幅器とを含んで構成される。また、A/D変換回路に入力されるペン信号のダイナミックレンジは、パッシブポインタの検出用信号のそれに比べて非常に大きな値となる。これは、ユーザ操作に伴いペン先電極とタッチ面との間の距離が変化することに応じて、センサに到来するペン信号のレベル(振幅)が大きく変化するためである。 First, as a premise, the delta-sigma modulation circuit is composed of a subtractor that subtracts a feedback signal from an input signal, an integrator that integrates the output signal of the subtractor, a comparator that quantizes the output signal of the integrator, and an amplifier that generates the feedback signal by amplifying a pulse signal represented by a series of output values ('+1' or '-1') of the comparator. In addition, the dynamic range of the pen signal input to the A/D conversion circuit is much larger than that of the detection signal of a passive pointer. This is because the level (amplitude) of the pen signal arriving at the sensor changes significantly as the distance between the pen tip electrode and the touch surface changes due to user operation.

デルタシグマ変調回路の上記構成によれば、入力信号であるペン信号のレベルに関わらずフィードバック信号のレベルが一定であることから、ペン先電極がタッチ面に近づいてペン信号のレベルがある程度以上大きくなると、減算器の出力信号が振動しなくなる。そうするとコンパレータの出力値も振動しなくなるので、デルタシグマ変調回路の出力値を用いてペン信号の検波や復調を行うことが不可能になる。これを防ぐにはフィードバック信号のレベルを入力信号のレベルに追従させる必要があり、そのために従来具体的に考えられていた構成は、多数(例えば129個)のコンパレータを用いるマルチビット構成により出力段の量子化回路を構成することであった。 According to the above-mentioned configuration of the delta-sigma modulation circuit, the level of the feedback signal is constant regardless of the level of the input signal, that is, the pen signal. Therefore, when the pen tip electrode approaches the touch surface and the level of the pen signal becomes larger than a certain level, the output signal of the subtractor stops oscillating. Then, the output value of the comparator also stops oscillating, so it becomes impossible to detect or demodulate the pen signal using the output value of the delta-sigma modulation circuit. To prevent this, it is necessary to make the level of the feedback signal follow the level of the input signal. The specific configuration that has been considered for this purpose in the past is to configure the quantization circuit of the output stage with a multi-bit configuration using a large number (for example, 129) of comparators.

しかしながら、多数のコンパレータを含むように構成したデルタシグマ変調回路は、サイズが大きく、また、価格も高くなる。加えて、ペン信号検出用の集積回路では、センサ内の電極ごとにA/D変換回路を設けることが通常であるため、デルタシグマ変調回路のサイズの増加及びコストの上昇がさらに顕著になる。これらの結果として、従来、ペン信号の検出にデルタシグマ変調回路を用いることは、サイズやコストの面から困難とされていた。However, a delta-sigma modulation circuit configured to include a large number of comparators is large in size and expensive. In addition, in an integrated circuit for detecting pen signals, an A/D conversion circuit is usually provided for each electrode in the sensor, which further increases the size and cost of the delta-sigma modulation circuit. As a result of these factors, it has traditionally been difficult to use a delta-sigma modulation circuit to detect pen signals due to size and cost considerations.

したがって、本発明の目的の一つは、ペン信号を検出するためにデルタシグマ変調回路を用いることのできる集積回路を提供することにある。 Therefore, one object of the present invention is to provide an integrated circuit that can use a delta-sigma modulation circuit to detect a pen signal.

本発明による集積回路は、アクティブペンから送信されるペン信号を検出する集積回路であって、センサより入力される前記ペン信号からフィードバック信号を減算する減算器、前記減算器の出力信号を積分する積分器、前記積分器の出力信号を量子化する量子化器、及び、前記量子化器の出力値に基づいて前記フィードバック信号を生成するDAC、を含むデルタシグマ変調部と、前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号のレベルを検出する処理部と、前記処理部によって検出された前記ペン信号のレベルに基づき、前記フィードバック信号のレベルを制御するゲイン制御部と、を含む集積回路である。The integrated circuit according to the present invention is an integrated circuit that detects a pen signal transmitted from an active pen, and includes a delta-sigma modulation unit including a subtractor that subtracts a feedback signal from the pen signal input from a sensor, an integrator that integrates the output signal of the subtractor, a quantizer that quantizes the output signal of the integrator, and a DAC that generates the feedback signal based on the output value of the quantizer, a processing unit that detects the level of the pen signal based on the output value of the delta-sigma modulation unit, and a gain control unit that controls the level of the feedback signal based on the level of the pen signal detected by the processing unit.

本発明によれば、マルチビット構成の量子化器を用いずとも、フィードバック信号のレベルをペン信号のレベルに追従させることができる。したがって、ペン信号を検出するためにデルタシグマ変調回路を用いることが可能になる。According to the present invention, the level of the feedback signal can be made to follow the level of the pen signal without using a multi-bit quantizer. Therefore, it becomes possible to use a delta-sigma modulation circuit to detect the pen signal.

本発明の実施の形態による位置検出システム1の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a position detection system 1 according to an embodiment of the present invention. 受信部41内に配置される受信回路の構成の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a configuration of a receiving circuit arranged in a receiving unit 41. FIG. 受信部41内に配置される受信回路の構成の他の一例を示す図である。13 is a diagram showing another example of the configuration of a receiving circuit arranged in the receiving unit 41. FIG. 図3に示した例による受信回路の構成をより詳細に示す図である。4 is a diagram showing in more detail the configuration of the receiving circuit according to the example shown in FIG. 3. 受信信号Va及び出力値Voのシミュレーション結果を示す図である。11A and 11B are diagrams showing simulation results of a received signal Va and an output value Vo. 本発明の実施の形態の変形例による受信部41に含まれる受信回路を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a receiving circuit included in a receiving unit 41 according to a modified embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Below, a preferred embodiment of the present invention is described in detail with reference to the attached drawings.

図1は、本発明の実施の形態による位置検出システム1の構成を示す図である。同図に示すように、位置検出システム1は、アクティブペン2と、アクティブペン2を検出する位置検出装置である電子機器3とを備えて構成される。電子機器3の例としては、タブレットコンピュータや、デジタイザを備えたデバイスが挙げられる。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of a position detection system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the position detection system 1 is configured with an active pen 2 and an electronic device 3 which is a position detection device that detects the active pen 2. Examples of the electronic device 3 include a tablet computer and a device equipped with a digitizer.

電子機器3は、タッチ面3aと、タッチ面3aの直下に配置されたセンサ30と、センサ30に接続されたセンサコントローラ31と、これらを含む電子機器3の各部を制御するホストプロセッサ32とを有している。The electronic device 3 has a touch surface 3a, a sensor 30 arranged directly below the touch surface 3a, a sensor controller 31 connected to the sensor 30, and a host processor 32 that controls each part of the electronic device 3 including these.

センサ30は、タッチ面3a内に各複数のセンサ電極30x,30yが配置された構造を有する装置である。複数のセンサ電極30xは、それぞれタッチ面3aに平行なy方向に延在し、かつ、タッチ面3a内でy方向に直交するx方向に等間隔に配置される。複数のセンサ電極30yは、それぞれx方向に延在し、かつ、y方向に等間隔に配置される。The sensor 30 is a device having a structure in which a plurality of sensor electrodes 30x, 30y are arranged within the touch surface 3a. The plurality of sensor electrodes 30x each extend in the y direction parallel to the touch surface 3a, and are arranged at equal intervals within the touch surface 3a in the x direction perpendicular to the y direction. The plurality of sensor electrodes 30y each extend in the x direction, and are arranged at equal intervals within the y direction.

ここで、電子機器3は、センサ30と重畳して配置されたディスプレイ(図示せず)を有していてもよく、この場合、複数のセンサ電極30x(又は複数のセンサ電極30y)はディスプレイの共通電極(各画素に共通に接地電位を供給するための電極)と兼用され得る。この兼用を行う場合の電子機器3は、所謂「インセル型」の位置検出装置を構成する。一方、兼用を行わない場合の電子機器3は、所謂「オンセル型」又は「アウトセル型」の位置検出装置を構成する。本発明は、いずれの電子機器3に対しても好適に適用可能である。Here, the electronic device 3 may have a display (not shown) arranged overlapping the sensor 30, in which case the multiple sensor electrodes 30x (or the multiple sensor electrodes 30y) can double as a common electrode of the display (an electrode for supplying a ground potential commonly to each pixel). When this double use is performed, the electronic device 3 constitutes a so-called "in-cell type" position detection device. On the other hand, when this double use is not performed, the electronic device 3 constitutes a so-called "on-cell type" or "out-cell type" position detection device. The present invention can be suitably applied to any of the electronic devices 3.

センサコントローラ31は、タッチ面3a内におけるアクティブペン2及びパッシブポインタそれぞれの位置を導出するとともに、アクティブペン2の傾きを導出し、さらに、アクティブペン2からデータを受信する機能を有する集積回路である。センサコントローラ31は、導出した位置及び傾き、並びに、受信したデータを、逐次ホストプロセッサ32に供給するよう構成される。The sensor controller 31 is an integrated circuit having the function of deriving the positions of the active pen 2 and the passive pointer within the touch surface 3a, deriving the tilt of the active pen 2, and receiving data from the active pen 2. The sensor controller 31 is configured to sequentially supply the derived positions and tilt, as well as the received data, to the host processor 32.

センサコントローラ31は、アクティブペン2とセンサ30との間に生ずる静電容量CXを介して、アクティブペン2と双方向の通信を行うよう構成される。詳しくは後述するが、アクティブペン2の位置及び傾きの導出並びにアクティブペン2からのデータの受信は、この双方向通信を通じて実現される。以下の説明では、上記双方向通信によりセンサコントローラ31からアクティブペン2に対して送信される信号をアップリンク信号USと称し、アクティブペン2からセンサコントローラ31に対して送信される信号をダウンリンク信号DS(ペン信号)と称する。また、詳しくは後述するが、アクティブペン2はダウンリンク信号DSを送信するための電極を2つ有しており、以下では、このうちの一方の電極であるペン先電極21から送信されるダウンリンク信号DSをダウンリンク信号DSaと称し、他方の電極であるリング電極22から送信されるダウンリンク信号DSをダウンリンク信号DSbと称して区別する場合がある。The sensor controller 31 is configured to perform two-way communication with the active pen 2 via the capacitance CX generated between the active pen 2 and the sensor 30. As will be described in detail later, the derivation of the position and tilt of the active pen 2 and the reception of data from the active pen 2 are realized through this two-way communication. In the following description, the signal transmitted from the sensor controller 31 to the active pen 2 by the above-mentioned two-way communication is referred to as the uplink signal US, and the signal transmitted from the active pen 2 to the sensor controller 31 is referred to as the downlink signal DS (pen signal). As will be described in detail later, the active pen 2 has two electrodes for transmitting the downlink signal DS, and in the following, the downlink signal DS transmitted from one of these electrodes, the pen tip electrode 21, may be referred to as the downlink signal DSa, and the downlink signal DS transmitted from the other electrode, the ring electrode 22, may be referred to as the downlink signal DSb.

センサコントローラ31はまた、複数のセンサ電極30xのそれぞれにパッシブポインタ検出用信号を供給(送信)し、それらを複数のセンサ電極30yで順次受信する処理を行うよう構成される。詳しくは後述するが、パッシブポインタの位置の導出は、こうして送受信されるパッシブポインタ検出用信号を通じて実現される。パッシブポインタ検出用信号の送受信と、上述したアップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの送受信とは、時分割で実行される。The sensor controller 31 is also configured to supply (transmit) a passive pointer detection signal to each of the multiple sensor electrodes 30x and sequentially receive them at the multiple sensor electrodes 30y. As will be described in detail later, the position of the passive pointer is derived through the passive pointer detection signal thus transmitted and received. The transmission and reception of the passive pointer detection signal and the transmission and reception of the above-mentioned uplink signal US and downlink signal DS are performed in a time-division manner.

ホストプロセッサ32は電子機器3の中央処理装置であり、描画アプリケーションを含む各種のプログラムを実行可能に構成される。描画アプリケーションは、センサコントローラ31から供給された位置、傾き、及びデータに基づいてデジタルインクを生成する処理、並びに、生成したデジタルインクを電子機器3内のメモリに記憶するとともにディスプレイに表示する処理をホストプロセッサ32に実行させるプログラムである。The host processor 32 is the central processing unit of the electronic device 3 and is configured to be able to execute various programs including a drawing application. The drawing application is a program that causes the host processor 32 to execute a process of generating digital ink based on the position, tilt, and data supplied from the sensor controller 31, and a process of storing the generated digital ink in the memory of the electronic device 3 and displaying it on the display.

図1に示すように、センサコントローラ31は、切替部40と、受信部41と、送信部42と、処理部43とを有して構成される。切替部40は、処理部43による制御に従い、各複数のセンサ電極30x,30yの接続先を送信部42と受信部41との間で切り替える機能部である。As shown in Fig. 1, the sensor controller 31 is configured to have a switching unit 40, a receiving unit 41, a transmitting unit 42, and a processing unit 43. The switching unit 40 is a functional unit that switches the connection destination of each of the multiple sensor electrodes 30x, 30y between the transmitting unit 42 and the receiving unit 41 in accordance with the control of the processing unit 43.

受信部41は、切替部40を介して接続された各複数のセンサ電極30x,30yから供給される受信信号Vaの検波及び復調を行う機能部であり、センサ電極30x,30yごとに受信回路を有して構成される。受信信号Vaには、上述したダウンリンク信号DSa、ダウンリンク信号DSb、及びパッシブポインタ検出用信号のいずれか1つ以上が含まれ得る。ダウンリンク信号DSa、ダウンリンク信号DSb、及びパッシブポインタ検出用信号それぞれの搬送波信号の周波数は互いに異なっており、各受信回路は、周波数ごとに検波を行うことによって、ダウンリンク信号DSa、ダウンリンク信号DSb、及びパッシブポインタ検出用信号を分離検出するように構成される。The receiving unit 41 is a functional unit that detects and demodulates the receiving signal Va supplied from each of the multiple sensor electrodes 30x, 30y connected via the switching unit 40, and is configured with a receiving circuit for each of the sensor electrodes 30x, 30y. The receiving signal Va may include one or more of the above-mentioned downlink signal DSa, downlink signal DSb, and passive pointer detection signal. The carrier signals of the downlink signal DSa, downlink signal DSb, and passive pointer detection signal have different frequencies, and each receiving circuit is configured to detect the downlink signal DSa, downlink signal DSb, and passive pointer detection signal by detecting each frequency.

送信部42は、処理部43による制御に従い、切替部40を介して接続されたセンサ電極30x又はセンサ電極30yに対してアップリンク信号US又はパッシブポインタ検出用信号を供給する機能部である。通常、アップリンク信号USの送信時には複数のセンサ電極30x(又は複数のセンサ電極30y)が同時に送信部42に接続され、その結果として、同一のアップリンク信号USが各センサ電極30x(又は各センサ電極30y)から同時に送信される。また、パッシブポインタ検出用信号はセンサ電極30xごとに内容の異なるビット列によって構成され、各センサ電極30xにパラレルに供給される。The transmitter 42 is a functional unit that supplies an uplink signal US or a passive pointer detection signal to the sensor electrode 30x or the sensor electrode 30y connected via the switching unit 40 under the control of the processor 43. Normally, when transmitting an uplink signal US, multiple sensor electrodes 30x (or multiple sensor electrodes 30y) are simultaneously connected to the transmitter 42, and as a result, the same uplink signal US is simultaneously transmitted from each sensor electrode 30x (or each sensor electrode 30y). In addition, the passive pointer detection signal is composed of a bit string with different contents for each sensor electrode 30x, and is supplied in parallel to each sensor electrode 30x.

処理部43は、切替部40、受信部41、及び送信部42の制御を通じて、アクティブペン2の位置及び傾きの導出、アクティブペン2からのデータの受信、及び、パッシブポインタの位置の導出を行う機能部である。以下、処理部43が行う処理について、詳しく説明する。The processing unit 43 is a functional unit that derives the position and tilt of the active pen 2, receives data from the active pen 2, and derives the position of the passive pointer through the control of the switching unit 40, the receiving unit 41, and the transmitting unit 42. The processing performed by the processing unit 43 is described in detail below.

初めにアクティブペン2に関する処理について説明すると、処理部43はまず、一定の周期で送信部42にアップリンク信号USを送信させる。アップリンク信号USは、アクティブペン2にダウンリンク信号DSの送信タイミング及び次のアップリンク信号USの受信タイミングを通知するとともに、アクティブペン2に対してコマンドを供給する役割を有する信号である。アクティブペン2は、アップリンク信号USによって供給されたコマンドに従ってダウンリンク信号DSを生成し、アップリンク信号USによって通知されたタイミングで送信するとともに、アップリンク信号USによって通知されたタイミングで次のアップリンク信号USの受信を行う。First, the processing related to the active pen 2 will be described. First, the processing unit 43 causes the transmission unit 42 to transmit an uplink signal US at a fixed cycle. The uplink signal US is a signal that notifies the active pen 2 of the timing of transmitting the downlink signal DS and the timing of receiving the next uplink signal US, and also serves to supply commands to the active pen 2. The active pen 2 generates a downlink signal DS in accordance with the command supplied by the uplink signal US, transmits it at the timing notified by the uplink signal US, and receives the next uplink signal US at the timing notified by the uplink signal US.

ダウンリンク信号DSaは、無変調の搬送波信号である第1の位置信号と、データによって変調した搬送波信号であるデータ信号とを含む信号である。データ信号を生成するための変調に用いられる変調方式は、典型的にはDQPSK(Differential Quadrature Phase-Shift Keying)変調であるが、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)など他の変調方式を用いてもよい。また、ダウンリンク信号DSbは、無変調の搬送波信号である第2の位置信号を含む信号である。処理部43は、各センサ電極30x,30yにおける第1の位置信号のレベル(受信強度)の分布に基づいて、アクティブペン2の位置を導出する。また処理部43は、導出した位置に最も近い1つ以上のセンサ電極30x,30yにおいてデータ信号を受信するよう切替部40及び受信部41を制御することによって、アクティブペン2が送信したデータを取得する。処理部43はさらに、各センサ電極30x,30yにおける第2の位置信号の受信強度の分布に基づいてリング電極22の位置を導出し、導出したリング電極22の位置と、第1の位置信号に基づいて導出したアクティブペン2の位置との差分に基づき、アクティブペン2の傾きを導出する。The downlink signal DSa is a signal including a first position signal, which is an unmodulated carrier signal, and a data signal, which is a carrier signal modulated by data. The modulation method used for generating the data signal is typically DQPSK (Differential Quadrature Phase-Shift Keying) modulation, but other modulation methods such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) may also be used. The downlink signal DSb is a signal including a second position signal, which is an unmodulated carrier signal. The processing unit 43 derives the position of the active pen 2 based on the distribution of the level (reception strength) of the first position signal in each of the sensor electrodes 30x, 30y. The processing unit 43 also acquires data transmitted by the active pen 2 by controlling the switching unit 40 and the receiving unit 41 to receive the data signal in one or more sensor electrodes 30x, 30y closest to the derived position. The processing unit 43 further derives the position of the ring electrode 22 based on the distribution of the receiving strength of the second position signal at each sensor electrode 30x, 30y, and derives the tilt of the active pen 2 based on the difference between the derived position of the ring electrode 22 and the position of the active pen 2 derived based on the first position signal.

次にパッシブポインタに関する処理について説明すると、処理部43は、1つのセンサ電極30yを選択して受信部41に接続した状態で、センサ電極30xごとに予め用意されたビット列を1ビットずつパラレルに各センサ電極30xに供給するよう送信部42を制御する、という制御を各センサ電極30yについて繰り返すよう構成される。処理部43による制御を受けた送信部42は、所定の搬送波信号を位相変調することによって各ビットを生成し、各センサ電極30xに供給する。Next, the processing related to the passive pointer will be described. The processing unit 43 is configured to repeat the control for each sensor electrode 30y, selecting one sensor electrode 30y and connecting it to the receiving unit 41, and controlling the transmitting unit 42 to supply each sensor electrode 30x with a bit sequence prepared in advance for each sensor electrode 30x, one bit at a time, in parallel. The transmitting unit 42, under the control of the processing unit 43, generates each bit by phase-modulating a predetermined carrier signal and supplies it to each sensor electrode 30x.

受信部41は、選択されたセンサ電極30yから供給される信号のレベルをビットごとに取得し、その都度、処理部43に供給するよう構成される。こうして処理部43に供給される信号のレベルには、選択中のセンサ電極30yと、各センサ電極30xとの交点に形成されるキャパシタンスの変化が反映される。そこで処理部43は、受信部41から供給された信号のレベルに基づいて、パッシブポインタの位置の導出を行う。The receiver 41 is configured to acquire the level of the signal supplied from the selected sensor electrode 30y for each bit and supply it to the processor 43 each time. The level of the signal supplied to the processor 43 in this way reflects the change in capacitance formed at the intersection of the selected sensor electrode 30y and each sensor electrode 30x. The processor 43 then derives the position of the passive pointer based on the level of the signal supplied from the receiver 41.

次に、アクティブペン2は、センサコントローラ31との間で双方向に通信を行うアクティブ型の静電スタイラスであり、図1に示すように、芯体20と、ペン先電極21と、リング電極22と、圧力センサ23と、バッテリー24と、集積回路25と、ストップフィルタ26とを有して構成される。Next, the active pen 2 is an active electrostatic stylus that communicates bidirectionally with the sensor controller 31, and as shown in Figure 1, is composed of a core body 20, a pen tip electrode 21, a ring electrode 22, a pressure sensor 23, a battery 24, an integrated circuit 25, and a stop filter 26.

芯体20は、アクティブペン2のペン軸を構成する部材である。芯体20の先端はアクティブペン2のペン先を構成し、末端は圧力センサ23に当接している。ペン先電極21及びリング電極22は互いに異なる位置に設けられた導電体であり、ペン先電極21はアクティブペン2のペン先に配置され、リング電極22は、ペン先電極21よりもアクティブペン2の中央寄りの位置に、芯体20を取り囲むように配置される。The core body 20 is a member that constitutes the pen shaft of the active pen 2. The tip of the core body 20 constitutes the pen tip of the active pen 2, and the end abuts the pressure sensor 23. The pen tip electrode 21 and the ring electrode 22 are conductors provided at different positions, with the pen tip electrode 21 being located at the pen tip of the active pen 2, and the ring electrode 22 being located closer to the center of the active pen 2 than the pen tip electrode 21, so as to surround the core body 20.

圧力センサ23は、芯体20の先端に加わる圧力を検出するセンサである。圧力センサ23が検出した圧力は筆圧値として集積回路25に供給され、集積回路25によってダウンリンク信号DSaのデータ信号内に配置される。バッテリー24は、集積回路25が動作するために必要な電力を供給する役割を果たす。The pressure sensor 23 is a sensor that detects the pressure applied to the tip of the core body 20. The pressure detected by the pressure sensor 23 is supplied to the integrated circuit 25 as a writing pressure value, and is placed in the data signal of the downlink signal DSa by the integrated circuit 25. The battery 24 serves to supply the power necessary for the integrated circuit 25 to operate.

集積回路25は、昇圧回路、送信回路、受信回路、及び処理回路を含む各種の回路によって構成される集積回路である。送信回路はペン先電極21及びリング電極22に接続されており、昇圧回路を用いてペン先電極21又はリング電極22に変化を与えることによって、ダウンリンク信号DSを送信する役割を果たす。The integrated circuit 25 is an integrated circuit that is composed of various circuits including a boost circuit, a transmission circuit, a reception circuit, and a processing circuit. The transmission circuit is connected to the pen tip electrode 21 and the ring electrode 22, and serves to transmit the downlink signal DS by applying a change to the pen tip electrode 21 or the ring electrode 22 using the boost circuit.

受信回路はリング電極22に接続されており、リング電極22を用いてアップリンク信号USの検出動作を行うことによって、アップリンク信号USを受信する役割を果たす。処理回路は、受信回路によって受信されたアップリンク信号USに基づいてダウンリンク信号DSを生成し、生成したダウンリンク信号DSを送信回路に送信させる処理を行う。The receiving circuit is connected to the ring electrode 22, and serves to receive the uplink signal US by performing a detection operation of the uplink signal US using the ring electrode 22. The processing circuit generates a downlink signal DS based on the uplink signal US received by the receiving circuit, and performs processing to transmit the generated downlink signal DS to the transmitting circuit.

ストップフィルタ26は、リング電極22を用いたアップリンク信号USの検出と、ペン先電極21からのダウンリンク信号DSaの送信とを同時に行えるようにするために、リング電極22と集積回路25の間に挿入されるフィルタ回路である。具体的には、ダウンリンク信号DSaの周波数を含む特定の周波数帯域を阻止するバンドストップフィルタ(ノッチフィルタ)や、アップリンク信号USを構成するパルス波を通過させる一方、ダウンリンク信号DSaを構成するパルス波を阻止するよう構成されたハイパスフィルタなどによって、ストップフィルタ26を構成すればよい。ストップフィルタ26を用いることで、アクティブペン2がアップリンク信号USの受信に失敗し、ダウンリンク信号DSの送信タイミングをロストした場合などに、アップリンク信号USの検出を継続しつつ、ダウンリンク信号DSaの送信も行い、それによってアクティブペン2による入力を継続することが可能になる。The stop filter 26 is a filter circuit inserted between the ring electrode 22 and the integrated circuit 25 to simultaneously detect the uplink signal US using the ring electrode 22 and transmit the downlink signal DSa from the pen tip electrode 21. Specifically, the stop filter 26 may be configured with a band-stop filter (notch filter) that blocks a specific frequency band including the frequency of the downlink signal DSa, or a high-pass filter that passes the pulse waves that constitute the uplink signal US while blocking the pulse waves that constitute the downlink signal DSa. By using the stop filter 26, when the active pen 2 fails to receive the uplink signal US and loses the timing of transmitting the downlink signal DS, it is possible to continue input by the active pen 2 while continuing to detect the uplink signal US and also transmit the downlink signal DSa.

図2は、受信部41内に配置される受信回路の構成の一例を示す図である。同図に示すように、受信部41内の受信回路は、デルタシグマ(ΔΣ)変調部50と、処理部60と、ゲイン制御部70とを有して構成される。このうちデルタシグマ変調部50は、減算器51と、アンプ52と、積分器53と、量子化器54と、DAC(Digital Analog Converter)55とを有して構成される。なお、図2には、積分器53を1つだけ有する一段構成によりデルタシグマ変調部50を構成する例を示しているが、後述する図4に例示するように、複数の積分器53を有する多段構成によりデルタシグマ変調部50を構成してもよい。 Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a receiving circuit arranged in the receiving unit 41. As shown in the figure, the receiving circuit in the receiving unit 41 is configured to have a delta sigma (ΔΣ) modulation unit 50, a processing unit 60, and a gain control unit 70. Of these, the delta sigma modulation unit 50 is configured to have a subtractor 51, an amplifier 52, an integrator 53, a quantizer 54, and a DAC (Digital Analog Converter) 55. Note that while Figure 2 shows an example of configuring the delta sigma modulation unit 50 with a single stage configuration having only one integrator 53, the delta sigma modulation unit 50 may be configured with a multi-stage configuration having multiple integrators 53, as exemplified in Figure 4 described later.

減算器51は、対応するセンサ電極30x又はセンサ電極30yより入力される受信信号Vaから、DAC55の出力信号であるフィードバック信号FBを減算する装置である。アンプ52は、減算器51の出力信号のレベルを制御する役割を果たす。積分器53は、アンプ52を介して入力される減算器51の出力信号を積分する装置である。The subtractor 51 is a device that subtracts the feedback signal FB, which is the output signal of the DAC 55, from the received signal Va input from the corresponding sensor electrode 30x or sensor electrode 30y. The amplifier 52 serves to control the level of the output signal of the subtractor 51. The integrator 53 is a device that integrates the output signal of the subtractor 51 input via the amplifier 52.

量子化器54は、積分器53の出力信号を量子化する装置であり、積分器53の出力信号の閾値判定により「1」又は「-1」を出力する1つのコンパレータにより構成される。したがって、デルタシグマ変調部50は1ビットデルタシグマ変調を行うよう構成されている。量子化器54の出力値は、デルタシグマ変調部50の出力値Voとして処理部60に供給される。 The quantizer 54 is a device that quantizes the output signal of the integrator 53, and is composed of one comparator that outputs "1" or "-1" based on a threshold judgment of the output signal of the integrator 53. Therefore, the delta-sigma modulation unit 50 is configured to perform 1-bit delta-sigma modulation. The output value of the quantizer 54 is supplied to the processing unit 60 as the output value Vo of the delta-sigma modulation unit 50.

DAC55は、量子化器54の出力値に基づいてフィードバック信号FBを生成する装置である。具体的には、量子化器54の一連の出力値を示すパルス信号を所与の増幅率(ゲイン)で増幅することによって、フィードバック信号FBの生成を行う。所与の増幅率の具体的な値は、ゲイン制御部70によってDAC55に設定される。 DAC 55 is a device that generates a feedback signal FB based on the output value of quantizer 54. Specifically, the feedback signal FB is generated by amplifying a pulse signal indicating a series of output values of quantizer 54 with a given amplification factor (gain). The specific value of the given amplification factor is set in DAC 55 by gain control unit 70.

処理部60は、デルタシグマ変調部50から出力される一連の出力値Voに基づいて受信信号Vaを復元し、直交検波を行うことによって受信信号Vaの同相成分IOUT、直交成分QOUT、レベルLEVEL(振幅)、位相PHASEを生成する機能部である。受信信号Vaがデータ信号である場合、処理部60は、生成した位相PHASE(及び、必要な場合にはレベルLEVEL)に基づいて受信信号Vaを復調することにより、シンボル列SYMBOLを生成する処理も行う。処理部60によって生成された同相成分IOUT、直交成分QOUT、レベルLEVEL、位相PHASE、シンボル列SYMBOLは、図1に示した処理部43に供給される。処理部43は、こうして供給されるレベルLEVELに基づいてアクティブペン2の位置及び傾き並びにパッシブポインタの位置を導出する一方、シンボル列SYMBOLに基づいてアクティブペン2が送信したデータを取得する。The processing unit 60 is a functional unit that restores the received signal Va based on a series of output values Vo output from the delta-sigma modulation unit 50, and generates the in-phase component IOUT, quadrature component QOUT, level LEVEL (amplitude), and phase PHASE of the received signal Va by performing quadrature detection. If the received signal Va is a data signal, the processing unit 60 also performs a process of generating a symbol sequence SYMBOL by demodulating the received signal Va based on the generated phase PHASE (and level LEVEL, if necessary). The in-phase component IOUT, quadrature component QOUT, level LEVEL, phase PHASE, and symbol sequence SYMBOL generated by the processing unit 60 are supplied to the processing unit 43 shown in FIG. 1. The processing unit 43 derives the position and inclination of the active pen 2 and the position of the passive pointer based on the level LEVEL thus supplied, while acquiring the data transmitted by the active pen 2 based on the symbol sequence SYMBOL.

ゲイン制御部70は、処理部60により生成された受信信号VaのレベルLevelに基づき、フィードバック信号FBのレベルを制御する機能部である。このレベルLevelの詳細については後述するが、ノイズを除去する前の信号に基づいて生成されるもので、上記レベルLEVELとは異なる場合がある。図2の例によるゲイン制御部70は、レベルLevelに基づいてDAC55におけるパルス信号の増幅率の制御を行うことにより、フィードバック信号FBのレベルの制御を行う。The gain control unit 70 is a functional unit that controls the level of the feedback signal FB based on the level of the received signal Va generated by the processing unit 60. The level will be described in detail later, but it is generated based on the signal before noise is removed and may differ from the above level LEVEL. The gain control unit 70 in the example of Figure 2 controls the level of the feedback signal FB by controlling the amplification factor of the pulse signal in the DAC 55 based on the level.

以上の構成によれば、マルチビット構成の量子化器を用いずとも、フィードバック信号FBのレベルを受信信号Vaのレベルに追従させることができる。したがって、ダイナミックレンジの大きいダウンリンク信号DS(ペン信号)を検出するために、デルタシグマ変調部50を用いることが可能になる。 According to the above configuration, the level of the feedback signal FB can be made to follow the level of the received signal Va without using a multi-bit quantizer. Therefore, it becomes possible to use the delta-sigma modulation unit 50 to detect the downlink signal DS (pen signal) with a large dynamic range.

図3は、受信部41内に配置される受信回路の構成の他の一例を示す図である。この例は、量子化器54の出力段にゲイン調整部56が設けられており、ゲイン制御部70はこのゲイン調整部56のゲイン制御を行う点で、図2の例と異なっている。このようにしても、マルチビット構成の量子化器を用いることなくフィードバック信号FBのレベルを受信信号Vaのレベルに追従させることができるので、図2に示した例と同様の効果を得ることが可能になる。 Figure 3 is a diagram showing another example of the configuration of a receiving circuit arranged in the receiving unit 41. This example differs from the example of Figure 2 in that a gain adjustment unit 56 is provided at the output stage of the quantizer 54, and a gain control unit 70 performs gain control of this gain adjustment unit 56. Even in this way, it is possible to make the level of the feedback signal FB follow the level of the received signal Va without using a quantizer with a multi-bit configuration, so that it is possible to obtain the same effect as the example shown in Figure 2.

図4は、図3に示した例による受信回路の構成をより詳細に示す図である。ただし、図4には、デルタシグマ変調部50を2段構成とする場合の例を示している。以下、この図4を参照しながら、受信回路の構成及び動作をより詳しく説明する。 Figure 4 is a diagram showing in more detail the configuration of the receiving circuit according to the example shown in Figure 3. However, Figure 4 shows an example in which the delta-sigma modulation section 50 has a two-stage configuration. The configuration and operation of the receiving circuit will be described in more detail below with reference to Figure 4.

図4に示すように、デルタシグマ変調部50は、アナログ回路によって構成される減算器51a,51b、アンプ52a,52b、積分器53a,53b、量子化器54、及び、DAC55a,55bと、デジタル回路によって構成されるゲイン調整部56とを有して構成される。As shown in FIG. 4, the delta-sigma modulation unit 50 is composed of subtractors 51a, 51b, amplifiers 52a, 52b, integrators 53a, 53b, a quantizer 54, and DACs 55a, 55b, which are composed of analog circuits, and a gain adjustment unit 56 composed of a digital circuit.

減算器51aは、受信信号VaからDAC55aの出力信号であるフィードバック信号FBaを減算し、アンプ52aに供給する。アンプ52aは、減算器51aの出力信号のレベルを制御し、積分器53aに供給する。積分器53aは、アンプ52aを介して入力される減算器51aの出力信号を積分し、減算器51bに供給する。減算器51bは、積分器53aの出力信号からDAC55bの出力信号であるフィードバック信号FBbを減算し、アンプ52bに供給する。アンプ52bは、減算器51bの出力信号のレベルを制御し、積分器53bに供給する。積分器53bは、アンプ52bを介して入力される減算器51bの出力信号を積分し、量子化器54に供給する。The subtractor 51a subtracts the feedback signal FBa, which is the output signal of the DAC 55a, from the received signal Va and supplies it to the amplifier 52a. The amplifier 52a controls the level of the output signal of the subtractor 51a and supplies it to the integrator 53a. The integrator 53a integrates the output signal of the subtractor 51a input via the amplifier 52a and supplies it to the subtractor 51b. The subtractor 51b subtracts the feedback signal FBb, which is the output signal of the DAC 55b, from the output signal of the integrator 53a and supplies it to the amplifier 52b. The amplifier 52b controls the level of the output signal of the subtractor 51b and supplies it to the integrator 53b. The integrator 53b integrates the output signal of the subtractor 51b input via the amplifier 52b and supplies it to the quantizer 54.

量子化器54は、積分器53bの出力信号が供給される非反転入力端子と、グランド電位が供給される反転入力端子とを有するコンパレータであり、非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位より大きい場合に「+1」、それ以外の場合に「-1」を出力するよう構成される。 Quantizer 54 is a comparator having a non-inverting input terminal to which the output signal of integrator 53b is supplied and an inverting input terminal to which ground potential is supplied, and is configured to output "+1" when the potential of the non-inverting input terminal is greater than the potential of the inverting input terminal, and "-1" otherwise.

ゲイン調整部56は、量子化器54の出力値に所与の乗算値(ゲイン)を乗算することにより出力値Voを生成し、処理部60及びDAC55a,55bのそれぞれに供給する。所与の乗算値の具体的な値は、ゲイン制御部70によってゲイン調整部56に設定される。The gain adjustment unit 56 generates an output value Vo by multiplying the output value of the quantizer 54 by a given multiplication value (gain) and supplies it to the processing unit 60 and each of the DACs 55a and 55b. The specific value of the given multiplication value is set in the gain adjustment unit 56 by the gain control unit 70.

DAC55a,55bはそれぞれ、一連の出力値Voを示すパルス信号を所定の増幅率で増幅することによって、フィードバック信号FBa,Fbの生成を行う。所定の増幅率の具体的な値はDAC55aとDAC55bとで同じであっても異なっていてもよく、それぞれに予め設定される。 DACs 55a and 55b generate feedback signals FBa and Fb by amplifying a pulse signal indicating a series of output values Vo by a predetermined amplification factor. The specific value of the predetermined amplification factor may be the same or different between DACs 55a and 55b, and is preset for each.

処理部60は、ローパスフィルタ61と、直交復調部62a,62bと、ノイズ検出器63と、ノイズフィルタ64と、アキュムレータ65と、復調器66と、演算器67とを有して構成される。The processing unit 60 is composed of a low-pass filter 61, orthogonal demodulation units 62a, 62b, a noise detector 63, a noise filter 64, an accumulator 65, a demodulator 66, and a calculator 67.

ローパスフィルタ61は、出力値Voを一定時間ごとにカウント(加算)することにより加算平均を取得して出力するデシメーションフィルタである。ローパスフィルタ61の出力信号は、受信信号Vaを復元したデジタル信号となる。The low-pass filter 61 is a decimation filter that counts (adds) the output value Vo at regular intervals to obtain and output an average. The output signal of the low-pass filter 61 is a digital signal that restores the received signal Va.

直交復調部62aは、所定の周波数Faによりローパスフィルタ61の出力信号の直交検波を行う機能部である。また、直交復調部62bは、周波数Faとは異なる所定の周波数Fbによりローパスフィルタ61の出力信号の直交検波を行う機能部である。図4には、2つの直交復調部62a,62bを図示しているが、処理部60内に配置する直交復調部の実際の数は、使用する周波数の数によって決定される。典型的な例では、ダウンリンク信号DSa、ダウンリンク信号DSb、パッシブポインタ検出用信号それぞれの搬送波信号の周波数での検波を行うために、3つの直交復調部を設ける必要がある。アクティブペン2の傾き検出が不要な場合にはダウンリンク信号DSbを用いないこととしてもよく、その場合には、ダウンリンク信号DSa及びパッシブポインタ検出用信号それぞれの検波を行うために2つの直交復調部を設ければよい。また、複数のアクティブペン2のそれぞれから周波数分割多重によってダウンリンク信号DSaを送信することとしてもよく、この場合には、ダウンリンク信号DSaの搬送波信号の周波数ごとに直交復調部を設ける必要がある。以下では、図4に示すように2つの直交復調部62a,62bを用いることを前提として説明を続ける。The orthogonal demodulation unit 62a is a functional unit that performs orthogonal detection of the output signal of the low-pass filter 61 using a predetermined frequency Fa. The orthogonal demodulation unit 62b is a functional unit that performs orthogonal detection of the output signal of the low-pass filter 61 using a predetermined frequency Fb different from the frequency Fa. Although two orthogonal demodulation units 62a and 62b are illustrated in FIG. 4, the actual number of orthogonal demodulation units arranged in the processing unit 60 is determined by the number of frequencies used. In a typical example, three orthogonal demodulation units must be provided to perform detection at the frequencies of the carrier signals of the downlink signal DSa, the downlink signal DSb, and the passive pointer detection signal. If tilt detection of the active pen 2 is not required, the downlink signal DSb may not be used, and in that case, two orthogonal demodulation units may be provided to perform detection of the downlink signal DSa and the passive pointer detection signal. Also, the downlink signal DSa may be transmitted by frequency division multiplexing from each of the multiple active pens 2. In this case, it is necessary to provide an orthogonal demodulation unit for each frequency of the carrier signal of the downlink signal DSa. In the following, the explanation will be continued on the assumption that two orthogonal demodulation units 62a and 62b are used as shown in FIG.

直交復調部62a,62bが行う直交検波は、具体的には、ローパスフィルタ61の出力信号に対し、対応する周波数の正弦波及び余弦波それぞれとの畳み込み和(内積)を求める処理である。直交復調部62a,62bは、余弦波との畳み込み和である同相成分IOUTと、正弦波との畳み込み和である直交成分QOUTとをノイズフィルタ64に出力するよう構成される。Specifically, the quadrature detection performed by the quadrature demodulation units 62a and 62b is a process of calculating the convolution sum (inner product) of the output signal of the low-pass filter 61 with a sine wave and a cosine wave of a corresponding frequency. The quadrature demodulation units 62a and 62b are configured to output to the noise filter 64 an in-phase component IOUT, which is a convolution sum with a cosine wave, and a quadrature component QOUT, which is a convolution sum with a sine wave.

ノイズ検出器63は、出力値Voに含まれるインパルスノイズ(例えば、ディスプレイから発生する液晶ノイズ)を検出し、検出したインパルスノイズをノイズフィルタ64に供給する機能部である。ノイズフィルタ64は、直交復調部62a,62bより供給された信号(同相成分IOUT及び直交成分QOUT)から、ノイズフィルタ64から供給されたインパルスノイズを除去する処理を行う。The noise detector 63 is a functional unit that detects impulse noise (e.g., liquid crystal noise generated from a display) contained in the output value Vo and supplies the detected impulse noise to the noise filter 64. The noise filter 64 performs a process of removing the impulse noise supplied from the noise filter 64 from the signals (in-phase component IOUT and quadrature component QOUT) supplied from the quadrature demodulation units 62a and 62b.

アキュムレータ65は、ノイズフィルタ64によってインパルスノイズが除去された後の信号(同相成分IOUT及び直交成分QOUT)に基づいてマッチ度ベクトルを求め、さらに、所定時間長のウインドウを用いてマッチ度ベクトルの長さ及び傾きそれぞれの移動平均を求め、得られた長さの平均値をレベルLEVEL(振幅)として、傾きの平均値を位相PHASEとして、それぞれ図1に示した処理部43に逐次出力する機能部である。アキュムレータ65は、ノイズフィルタ64から供給される信号(同相成分IOUT及び直交成分QOUT)そのものも処理部43に出力するよう構成される。なお、図4においては、直交復調部62aに対応する同相成分IOUT、直交成分QOUT、レベルLEVEL、位相PHASEそれぞれの末尾に「a」を付し、直交復調部62bに対応する同相成分IOUT、直交成分QOUT、レベルLEVEL、位相PHASEそれぞれの末尾に「b」を付している。The accumulator 65 is a functional unit that calculates a matching degree vector based on the signal (in-phase component IOUT and quadrature component QOUT) after the impulse noise has been removed by the noise filter 64, and further calculates the moving average of the length and slope of the matching degree vector using a window of a predetermined time length, and sequentially outputs the obtained average value of the length as the level LEVEL (amplitude) and the average value of the slope as the phase PHASE to the processing unit 43 shown in Figure 1. The accumulator 65 is configured to output the signal itself (in-phase component IOUT and quadrature component QOUT) supplied from the noise filter 64 to the processing unit 43. In addition, in Figure 4, the in-phase component IOUT, quadrature component QOUT, level LEVEL, and phase PHASE corresponding to the quadrature demodulation unit 62a are each suffixed with "a", and the in-phase component IOUT, quadrature component QOUT, level LEVEL, and phase PHASE corresponding to the quadrature demodulation unit 62b are each suffixed with "b".

復調器66は、アキュムレータ65によって取得されたデータに基づいて出力値Voの復調を行うことにより、アクティブペン2が送信したデータを取得する機能部である。例えばダウンリンク信号DSaに含まれるデータ信号がDQPSK変調によって生成されたものである場合、復調器66は、アキュムレータ65によって取得された位相PHASEに基づいて、アクティブペン2が送信したデータを取得するよう構成される。また、例えばダウンリンク信号DSaに含まれるデータ信号がQAMによって生成されたものである場合、復調器66は、アキュムレータ65によって取得されたレベルLEVEL及び位相PHASEに基づいて、アクティブペン2が送信したデータを取得するよう構成される。復調器66は、取得したデータを示すシンボル列SYMBOLを生成し、処理部43に出力する。図4においては、直交復調部62aに対応するシンボル列SYMBOLの末尾に「a」を付し、直交復調部62bに対応するシンボル列SYMBOLの末尾に「b」を付している。The demodulator 66 is a functional unit that acquires data transmitted by the active pen 2 by demodulating the output value Vo based on the data acquired by the accumulator 65. For example, if the data signal included in the downlink signal DSa is generated by DQPSK modulation, the demodulator 66 is configured to acquire the data transmitted by the active pen 2 based on the phase PHASE acquired by the accumulator 65. Also, for example, if the data signal included in the downlink signal DSa is generated by QAM, the demodulator 66 is configured to acquire the data transmitted by the active pen 2 based on the level LEVEL and phase PHASE acquired by the accumulator 65. The demodulator 66 generates a symbol sequence SYMBOL indicating the acquired data and outputs it to the processing unit 43. In FIG. 4, the symbol sequence SYMBOL corresponding to the orthogonal demodulation unit 62a has an "a" added to its end, and the symbol sequence SYMBOL corresponding to the orthogonal demodulation unit 62b has an "b" added to its end.

演算器67は、直交復調部62a,62bによる直交検波の結果を用いて受信信号Vaの周波数ごとのレベルLevel(振幅)を導出し、導出したレベルLevelの統計処理を行う機能部である。レベルLevelの導出は、直交復調部62a,62bそれぞれの出力信号(同相成分IOUT及び直交成分QOUT)に基づいて、アキュムレータ65と同様の処理を行うことによって実行すればよい。統計処理は、導出したレベルLevelを平滑化する平滑化処理、又は、それまでに導出したレベルLevelに基づいて将来のレベルLevelを予測する予測処理であってよい。演算器67は、統計処理によって得られた周波数ごとのレベルLevelをゲイン制御部70に供給するよう構成される。なお、図4においては、直交復調部62a(周波数Fa)に対応するレベルLevelの末尾に「_a」を付し、直交復調部62b(周波数Fb)に対応するレベルLevelの末尾に「_b」を付している。The calculator 67 is a functional unit that derives the level (amplitude) for each frequency of the received signal Va using the results of the quadrature detection by the quadrature demodulators 62a and 62b, and performs statistical processing of the derived level. The level may be derived by performing processing similar to that of the accumulator 65 based on the output signals (in-phase component IOUT and quadrature component QOUT) of the quadrature demodulators 62a and 62b. The statistical processing may be a smoothing process that smoothes the derived level, or a prediction process that predicts the future level based on the level derived up to that point. The calculator 67 is configured to supply the level for each frequency obtained by the statistical processing to the gain control unit 70. In FIG. 4, the level corresponding to the orthogonal demodulation unit 62a (frequency Fa) is suffixed with "_a", and the level corresponding to the orthogonal demodulation unit 62b (frequency Fb) is suffixed with "_b".

ゲイン制御部70は、加算器71と、ローパスフィルタ72と、制御部73とを有して構成される。加算器71は、演算器67から供給される複数のレベルLevelに基づき、フィードバック信号FBa,Fbのレベルの制御に用いるレベルLevelの値を決定するレベル決定部である。具体的には、複数のレベルLevelを合算する合算処理、又は、複数のレベルLevelのうちの1つ(例えば、最大のもの)を選択する選択処理を行うことによって、フィードバック信号FBa,Fbのレベルの制御に用いるレベルLevelの値を決定すればよい。The gain control unit 70 is configured with an adder 71, a low-pass filter 72, and a control unit 73. The adder 71 is a level determination unit that determines the value of the level used to control the levels of the feedback signals FBa and Fb based on multiple levels supplied from the calculator 67. Specifically, the value of the level used to control the levels of the feedback signals FBa and Fb can be determined by performing a summation process that sums multiple levels, or a selection process that selects one of the multiple levels (e.g., the maximum one).

ローパスフィルタ72は、加算器71によって決定されたレベルLevelに基づいて、ゲイン調整部56の制御量LPinfoを生成する機能部である。具体的な例では、加算器71から出力されるレベルLevelを一定時間ごとにカウント(加算)することにより加算平均を取得して出力するデシメーションフィルタによってローパスフィルタ72を構成すればよい。制御部73は、ローパスフィルタ72によって生成された制御量LPinfoに従い、ゲイン調整部56のゲイン(乗算値)を制御する。The low-pass filter 72 is a functional unit that generates a control amount LPinfo for the gain adjustment unit 56 based on the level determined by the adder 71. In a specific example, the low-pass filter 72 may be configured by a decimation filter that counts (adds) the level output from the adder 71 at regular intervals to obtain and output an arithmetic average. The control unit 73 controls the gain (multiplication value) of the gain adjustment unit 56 according to the control amount LPinfo generated by the low-pass filter 72.

ここで、処理部60からゲイン制御部70に供給するレベルとしてアキュムレータ65によって取得されたレベルLEVELを用いないのは、ノイズを含む信号のレベルに基づいてゲイン調整部56のゲインを制御することが好ましいからである。上記のように、ノイズ除去前の信号に基づいて得られたレベルLevelを用いてゲイン調整部56のゲインを制御することにより、デルタシグマ変調部50に実際に入力される受信信号Va(ノイズを含んだ状態の受信信号Va)のレベルにフィードバック信号のレベルを追従させることが可能になる。Here, the level LEVEL obtained by the accumulator 65 is not used as the level supplied from the processing unit 60 to the gain control unit 70 because it is preferable to control the gain of the gain adjustment unit 56 based on the level of the signal including noise. As described above, by controlling the gain of the gain adjustment unit 56 using the level LEVEL obtained based on the signal before noise removal, it becomes possible to make the level of the feedback signal follow the level of the received signal Va (the received signal Va including noise) actually input to the delta-sigma modulation unit 50.

図5は、受信信号Va及び出力値Voのシミュレーション結果を示す図である。図5(a)は、ゲイン制御部70による制御を行わない比較例によるシミュレーション結果を示し、図5(b)(c)は、ゲイン制御部70による制御を行う実施例によるシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、デルタシグマ変調部50を一段構成とし、受信信号Vaを所定周期の正弦波とした。また、図5(a)(b)では受信信号Vaのレベル(振幅)を2周期ごとに増加させる一方、図5(c)では受信信号Vaのレベル(振幅)を2周期ごとに減少させた。さらに、各図には、受信信号Va、出力値Vo、及び、減算器51の出力信号ΔVをプロットした。 Figure 5 shows the simulation results of the received signal Va and the output value Vo. Figure 5(a) shows the simulation results of a comparative example in which control by the gain control unit 70 is not performed, and Figures 5(b) and (c) show the simulation results of an embodiment in which control by the gain control unit 70 is performed. In this simulation, the delta-sigma modulation unit 50 has a single stage configuration, and the received signal Va is a sine wave with a predetermined period. In addition, in Figures 5(a) and (b), the level (amplitude) of the received signal Va is increased every two periods, while in Figure 5(c), the level (amplitude) of the received signal Va is decreased every two periods. Furthermore, in each figure, the received signal Va, the output value Vo, and the output signal ΔV of the subtractor 51 are plotted.

図5(a)に示すように、ゲイン制御部70による制御を行わない場合、アクティブペン2がタッチ面3aに近づくことによって受信信号Vaのレベルが大きくなると、減算器51の出力信号ΔVが振動しなくなり、その結果として出力値Voも振動しなくなる。これでは出力値Voから受信信号Vaを復元することができないので、処理部60による直交検波が機能しなくなってしまう。5(a), if control by the gain control unit 70 is not performed, when the level of the received signal Va increases as the active pen 2 approaches the touch surface 3a, the output signal ΔV of the subtractor 51 stops oscillating, and as a result, the output value Vo also stops oscillating. This means that the received signal Va cannot be restored from the output value Vo, and the quadrature detection by the processing unit 60 stops functioning.

図5(b)に示すように、ゲイン制御部70による制御を行うこととすれば、アクティブペン2がタッチ面3aに近づくことによって受信信号Vaのレベルが大きくなっても、減算器51の出力信号ΔVの振動状態が維持され、その結果として出力値Voも振動状態が維持される。したがって、処理部60による直交検波を正常に機能させることが可能になる。なお、処理部60によって受信信号Vaのレベルが検出されるまでにある程度のタイムラグがあるので、図5(b)にも示すように、受信信号Vaのレベルが大きくなった後、一定の期間は出力値Voが振動しなくなってしまうが、このタイムラグが復調部66による復調や処理部43による位置や傾きの検出に与える影響は軽微である。 As shown in FIG. 5(b), if control is performed by the gain control unit 70, even if the level of the received signal Va increases as the active pen 2 approaches the touch surface 3a, the output signal ΔV of the subtractor 51 is maintained in a vibrating state, and as a result, the output value Vo is also maintained in a vibrating state. This makes it possible for the quadrature detection by the processing unit 60 to function normally. Note that since there is a certain time lag before the level of the received signal Va is detected by the processing unit 60, as shown in FIG. 5(b), after the level of the received signal Va increases, the output value Vo does not vibrate for a certain period of time, but the effect of this time lag on the demodulation by the demodulation unit 66 and the detection of the position and tilt by the processing unit 43 is minor.

また、図5(c)から理解されるように、ゲイン制御部70による制御によれば、アクティブペン2がタッチ面3aから遠ざかることによって受信信号Vaのレベルが小さくなった場合には、ゲイン調整部56のゲインを小さくすることができる。そして、この場合においても、出力信号ΔV及び出力値Voの振動状態は維持される。この結果から、ゲイン制御部70による制御によれば、受信信号Vaのレベルが様々に変動しても、処理部60による直交検波を正常に行える状態を維持できることが理解される。 As can be seen from FIG. 5(c), control by the gain control unit 70 can reduce the gain of the gain adjustment unit 56 when the level of the received signal Va decreases as the active pen 2 moves away from the touch surface 3a. Even in this case, the vibration state of the output signal ΔV and the output value Vo is maintained. From this result, it can be seen that control by the gain control unit 70 can maintain a state in which the processing unit 60 can normally perform quadrature detection, even if the level of the received signal Va fluctuates in various ways.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。 Although the above describes preferred embodiments of the present invention, the present invention is in no way limited to these embodiments, and it goes without saying that the present invention can be embodied in various forms without departing from the spirit of the present invention.

図6は、本実施の形態の変形例による受信部41に含まれる受信回路を示す図である。同図と図4とを比較すると理解されるように、本変形例は、デルタシグマ変調部50内にコンパレータ57a,57b、ゲイン調整部58a,58b、及び加算器59を有する点で、本実施の形態と相違する。 Figure 6 is a diagram showing a receiving circuit included in the receiving unit 41 according to a modified example of this embodiment. As can be understood by comparing this figure with Figure 4, this modified example differs from this embodiment in that the delta-sigma modulation unit 50 includes comparators 57a and 57b, gain adjustment units 58a and 58b, and an adder 59.

コンパレータ57a,57bは量子化器ではなく、それぞれ積分器53bの出力信号のレベルの絶対値が所定値を上回ったことを検出するコンパレータである。一例では、コンパレータ57aは、積分器53bの出力信号のレベルが所定値Vref(Vref>0)を上回った場合に「1」を、それ以外の場合に「0」を出力し、コンパレータ57bは、積分器53bの出力信号のレベルが所定値-Vrefを下回った場合に「1」を、それ以外の場合に「0」を出力するよう構成される。Comparators 57a and 57b are not quantizers, but comparators that detect when the absolute value of the level of the output signal of integrator 53b exceeds a predetermined value. In one example, comparator 57a outputs "1" when the level of the output signal of integrator 53b exceeds a predetermined value Vref (Vref>0) and outputs "0" otherwise, and comparator 57b is configured to output "1" when the level of the output signal of integrator 53b falls below a predetermined value -Vref and outputs "0" otherwise.

ゲイン調整部58a,58bはそれぞれ、コンパレータ57a,57bの出力値に所定値を乗算する機能部である。一例では、ゲイン調整部58aが乗算する所定値は64であり、ゲイン調整部58aが乗算する所定値は-64である。The gain adjustment units 58a and 58b are functional units that multiply the output values of the comparators 57a and 57b by a predetermined value. In one example, the predetermined value multiplied by the gain adjustment unit 58a is 64, and the predetermined value multiplied by the gain adjustment unit 58a is -64.

加算器59は、ゲイン調整部56の出力値にゲイン調整部58a,58bの出力値を加算することにより、フィードバック信号FBa,Fbのレベルを制御する機能部である。ゲイン調整部58a,58bの出力値は、積分器53bの出力信号のレベルの絶対値が所定値を上回った場合にのみ0以外の値となるので、加算器59は、積分器53bの出力信号のレベルの絶対値が所定値を上回ったことがコンパレータ57a,57bによって検出された場合にフィードバック信号FBa,Fbのレベルを制御することになる。The adder 59 is a functional unit that controls the levels of the feedback signals FBa and Fb by adding the output values of the gain adjustment units 58a and 58b to the output value of the gain adjustment unit 56. The output values of the gain adjustment units 58a and 58b become non-zero only when the absolute value of the level of the output signal of the integrator 53b exceeds a predetermined value, so the adder 59 controls the levels of the feedback signals FBa and Fb when the comparators 57a and 57b detect that the absolute value of the level of the output signal of the integrator 53b exceeds a predetermined value.

本変形例によれば、ゲイン制御部70の調整範囲を超えて受信信号Vaのレベルが大きくなり、その結果として積分器53bの出力信号の絶対値が大きくなり過ぎた場合に、フィードバック信号FBa,Fbのレベルを制御して積分器53bの出力信号の絶対値を小さくすることができる。したがって、ゲイン制御部70の調整範囲を超えて受信信号Vaのレベルが大きくなることがあるとしても、ダウンリンク信号DS(ペン信号)を検出するためにデルタシグマ変調部50を用いることが可能になる。According to this modification, when the level of the received signal Va exceeds the adjustment range of the gain control unit 70 and the absolute value of the output signal of the integrator 53b becomes too large as a result, the absolute value of the output signal of the integrator 53b can be reduced by controlling the levels of the feedback signals FBa and Fb. Therefore, even if the level of the received signal Va exceeds the adjustment range of the gain control unit 70, it becomes possible to use the delta-sigma modulation unit 50 to detect the downlink signal DS (pen signal).

また、上記実施の形態では、アクティブペン2とセンサコントローラ31とが双方向に通信を行う場合を取り上げて説明したが、本発明は、アクティブペン2とセンサコントローラ31とが、アクティブペン2からセンサコントローラ31への片方向通信を行う場合にも好適に適用可能である。 In addition, while the above embodiment has been described with reference to a case in which the active pen 2 and the sensor controller 31 communicate bidirectionally, the present invention can also be suitably applied to a case in which the active pen 2 and the sensor controller 31 communicate one-way from the active pen 2 to the sensor controller 31.

また、上記実施の形態では、1つのコンパレータによる構成される量子化器54を用いる例を説明したが、本発明は、複数のコンパレータを含むマルチビット構成の量子化器を用いる場合にも適用可能である。 In addition, in the above embodiment, an example is described in which a quantizer 54 consisting of one comparator is used, but the present invention is also applicable to cases in which a quantizer having a multi-bit configuration including multiple comparators is used.

1 位置検出システム
2 アクティブペン
3 電子機器
3a タッチ面
20 芯体
21 ペン先電極
22 リング電極
23 圧力センサ
24 バッテリー
25 集積回路
26 ストップフィルタ
30 センサ
30x,30y センサ電極
31 センサコントローラ
32 ホストプロセッサ
40 切替部
41 受信部
42 送信部
43 処理部
50 デルタシグマ変調部
51,51a,51b 減算器
52,52a,52b アンプ
53,53a,53b 積分器
54 量子化器
55,55a,55b DAC
56 ゲイン調整部
57a,57b コンパレータ
58a,58b ゲイン調整部
59 加算器
60 処理部
61 ローパスフィルタ
62a,62b 直交復調部
63 ノイズ検出器
64 ノイズフィルタ
65 アキュムレータ
66 復調器
67 演算器
70 ゲイン制御部
71 加算器
72 ローパスフィルタ
73 制御部
DS,DSa,DSb ダウンリンク信号
FB,FBa,FBb フィードバック信号
Fa,Fb 周波数
IOUT,IOUTa,IOUTb 同相成分
LEVEL,LEVELa,LEVELb レベル
Level,Level_a,Level_b レベル
LPinfo 制御量
PHASE,PHASEa,PHASEb 位相
QOUT 直交成分
SYMBOL シンボル列
US アップリンク信号
Va 受信信号
Vo 出力値
1 Position detection system 2 Active pen 3 Electronic device 3a Touch surface 20 Core body 21 Pen tip electrode 22 Ring electrode 23 Pressure sensor 24 Battery 25 Integrated circuit 26 Stop filter 30 Sensor 30x, 30y Sensor electrode 31 Sensor controller 32 Host processor 40 Switching unit 41 Receiving unit 42 Transmitting unit 43 Processing unit 50 Delta sigma modulation unit 51, 51a, 51b Subtractor 52, 52a, 52b Amplifier 53, 53a, 53b Integrator 54 Quantizer 55, 55a, 55b DAC
56 Gain adjustment units 57a, 57b Comparators 58a, 58b Gain adjustment unit 59 Adder 60 Processing unit 61 Low-pass filters 62a, 62b Orthogonal demodulation unit 63 Noise detector 64 Noise filter 65 Accumulator 66 Demodulator 67 Arithmetic unit 70 Gain control unit 71 Adder 72 Low-pass filter 73 Control units DS, DSa, DSb Downlink signals FB, FBa, FBb Feedback signals Fa, Fb Frequency IOUT, IOUTa, IOUTb In-phase components LEVEL, LEVELa, LEVELb Levels Level, Level_a, Level_b Level LPinfo Control amount PHASE, PHASEa, PHASEb Phase QOUT Orthogonal component SYMBOL Symbol string US Uplink signal Va Received signal Vo output value

Claims (15)

アクティブペンから送信されるペン信号を検出する集積回路であって、
センサより入力される前記ペン信号からフィードバック信号を減算する減算器、
前記減算器の出力信号を積分する積分器、
前記積分器の出力信号を量子化する量子化器、及び、
前記量子化器の出力値に基づいて前記フィードバック信号を生成するDAC、を含むデルタシグマ変調部と、
前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号のレベルを検出する処理部と、
前記処理部によって検出された前記ペン信号のレベルに基づき、前記フィードバック信号のレベルを制御するゲイン制御部と、
前記量子化器の出力値のゲインを調整することにより前記デルタシグマ変調部の出力値を生成するゲイン調整部と、を含み、
前記DACは、前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記フィードバック信号を生成し、
前記ゲイン制御部は、前記処理部によって検出された前記ペン信号のレベルに基づいて前記ゲイン調整部のゲインを制御することにより、前記フィードバック信号のレベル及び前記デルタシグマ変調部の出力値を制御する、
集積回路。
An integrated circuit for detecting a pen signal transmitted from an active pen, comprising:
a subtractor for subtracting a feedback signal from the pen signal inputted from the sensor;
an integrator for integrating an output signal of the subtractor;
a quantizer for quantizing the output signal of the integrator; and
a delta-sigma modulation unit including a DAC that generates the feedback signal based on an output value of the quantizer;
a processing unit that detects a level of the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit;
a gain control unit that controls a level of the feedback signal based on a level of the pen signal detected by the processing unit;
a gain adjustment unit that generates an output value of the delta-sigma modulation unit by adjusting a gain of the output value of the quantizer ,
The DAC generates the feedback signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit;
the gain control unit controls a gain of the gain adjustment unit based on the level of the pen signal detected by the processing unit, thereby controlling the level of the feedback signal and the output value of the delta-sigma modulation unit.
Integrated circuits.
前記デルタシグマ変調部は、1つのコンパレータによって前記量子化器が構成される1ビットデルタシグマ変調を行うよう構成される、
請求項1に記載の集積回路。
The delta-sigma modulation unit is configured to perform 1-bit delta-sigma modulation in which the quantizer is configured by one comparator.
10. The integrated circuit of claim 1.
前記デルタシグマ変調部のうち前記減算器から前記量子化器まではアナログ回路によって構成され、前記ゲイン調整部はデジタル回路によって構成される、
請求項に記載の集積回路。
the delta-sigma modulation unit is configured with an analog circuit from the subtractor to the quantizer, and the gain adjustment unit is configured with a digital circuit;
10. The integrated circuit of claim 1 .
前記処理部は、前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号を復元するローパスフィルタ、及び、前記ローパスフィルタによって復元された前記ペン信号の直交検波を行う直交復調部を含み、
前記処理部は、前記直交検波の結果を用いて前記レベルを検出する、
請求項1乃至のいずれか一項に記載の集積回路。
the processing unit includes a low-pass filter that restores the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit, and a quadrature demodulation unit that performs quadrature detection of the pen signal restored by the low-pass filter,
The processing unit detects the level by using a result of the quadrature detection.
4. An integrated circuit according to any one of claims 1 to 3 .
前記処理部は、前記直交検波の結果を用いて導出されるレベルの統計処理を行うことによって前記レベルを検出する、
請求項に記載の集積回路。
the processing unit detects the level by performing statistical processing on a level derived using a result of the quadrature detection.
5. The integrated circuit of claim 4 .
前記統計処理は、導出した前記レベルを平滑化する平滑化処理、又は、導出した前記レベルに基づいて将来の前記レベルを予測する予測処理である、
請求項に記載の集積回路。
The statistical processing is a smoothing processing for smoothing the derived level, or a prediction processing for predicting the future level based on the derived level.
6. The integrated circuit of claim 5 .
アクティブペンから送信されるペン信号を検出する集積回路であって、
センサより入力される前記ペン信号からフィードバック信号を減算する減算器、
前記減算器の出力信号を積分する積分器、
前記積分器の出力信号を量子化する量子化器、及び、
前記量子化器の出力値に基づいて前記フィードバック信号を生成するDAC、を含むデルタシグマ変調部と、
前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号のレベルを検出する処理部と、
前記処理部によって検出された前記ペン信号のレベルに基づき、前記フィードバック信号のレベルを制御するゲイン制御部と、を含み、
前記処理部は、
前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号を復元するローパスフィルタ、及び、前記ローパスフィルタによって復元された前記ペン信号の直交検波を行う直交復調部と、
前記直交復調部の出力信号からノイズを除去するノイズフィルタと、を含み、
前記処理部は、前記直交検波の結果を用いて前記レベルを検出し、
前記処理部は、前記ノイズフィルタによりノイズが除去される前の前記直交復調部の出力信号に基づいて前記レベルを検出する
積回路。
An integrated circuit for detecting a pen signal transmitted from an active pen, comprising:
a subtractor for subtracting a feedback signal from the pen signal inputted from the sensor;
an integrator for integrating an output signal of the subtractor;
a quantizer for quantizing the output signal of the integrator; and
a delta-sigma modulation unit including a DAC that generates the feedback signal based on an output value of the quantizer;
a processing unit that detects a level of the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit;
a gain control unit that controls a level of the feedback signal based on a level of the pen signal detected by the processing unit,
The processing unit includes:
a low-pass filter that restores the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit, and a quadrature demodulation unit that performs quadrature detection of the pen signal restored by the low-pass filter;
a noise filter for removing noise from the output signal of the orthogonal demodulation unit ;
The processing unit detects the level using a result of the quadrature detection,
the processing unit detects the level based on the output signal of the orthogonal demodulation unit before noise is removed by the noise filter .
Integrated circuits.
アクティブペンから送信されるペン信号を検出する集積回路であって、
センサより入力される前記ペン信号からフィードバック信号を減算する減算器、
前記減算器の出力信号を積分する積分器、
前記積分器の出力信号を量子化する量子化器、及び、
前記量子化器の出力値に基づいて前記フィードバック信号を生成するDAC、を含むデルタシグマ変調部と、
前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号のレベルを検出する処理部と、
前記処理部によって検出された前記ペン信号のレベルに基づき、前記フィードバック信号のレベルを制御するゲイン制御部と、を含み、
前記処理部は、前記デルタシグマ変調部の出力値に基づいて前記ペン信号を復元するローパスフィルタ、及び、前記ローパスフィルタによって復元された前記ペン信号の直交検波を互いに異なる周波数でそれぞれ行う複数の直交復調部を含み、
前記処理部は、前記直交復調部ごとに、前記直交検波の結果を用いて前記レベルを検出する
積回路。
An integrated circuit for detecting a pen signal transmitted from an active pen, comprising:
a subtractor for subtracting a feedback signal from the pen signal inputted from the sensor;
an integrator for integrating an output signal of the subtractor;
a quantizer for quantizing the output signal of the integrator; and
a delta-sigma modulation unit including a DAC that generates the feedback signal based on an output value of the quantizer;
a processing unit that detects a level of the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit;
a gain control unit that controls a level of the feedback signal based on a level of the pen signal detected by the processing unit,
the processing unit includes a low-pass filter that restores the pen signal based on an output value of the delta-sigma modulation unit, and a plurality of quadrature demodulation units that perform quadrature detection of the pen signal restored by the low-pass filter at mutually different frequencies,
the processing unit detects the level for each of the orthogonal demodulation units by using a result of the orthogonal detection .
Integrated circuits.
前記ゲイン制御部は、前記処理部によって検出された複数の前記レベルに基づいて、前記フィードバック信号のレベルの制御に用いる前記ペン信号のレベルを決定するレベル決定部を含む、
請求項に記載の集積回路。
the gain control unit includes a level determination unit that determines a level of the pen signal used to control a level of the feedback signal based on the plurality of levels detected by the processing unit.
9. The integrated circuit of claim 8 .
前記レベル決定部は、前記処理部によって検出された複数の前記レベルを合算する合算処理、又は、前記処理部によって検出された複数の前記レベルのうちの1つを選択する選択処理によって、前記フィードバック信号のレベルの制御に用いる前記ペン信号のレベルを決定する、
請求項に記載の集積回路。
the level determination unit determines the level of the pen signal used to control the level of the feedback signal by a summation process of summing the multiple levels detected by the processing unit, or a selection process of selecting one of the multiple levels detected by the processing unit.
10. The integrated circuit of claim 9 .
前記複数の直交復調部は、前記ペン信号の搬送波信号の周波数で直交検波を行う第1の直交復調部、及び、パッシブポインタを検出するために用いるパッシブポインタ検出用信号の搬送波信号の周波数で直交検波を行う第2の直交復調部、を含む、
請求項乃至10のいずれか一項に記載の集積回路。
the plurality of orthogonal demodulation units include a first orthogonal demodulation unit that performs orthogonal detection at a frequency of a carrier signal of the pen signal, and a second orthogonal demodulation unit that performs orthogonal detection at a frequency of a carrier signal of a passive pointer detection signal used to detect a passive pointer;
11. An integrated circuit according to any one of claims 8 to 10 .
前記ペン信号は、互いに異なる周波数の搬送波信号を用いて送信される第1及び第2のペン信号を含み、
前記複数の直交復調部は、前記第1のペン信号の搬送波信号の周波数で直交検波を行う第1の直交復調部、及び、前記第2のペン信号の搬送波信号の周波数で直交検波を行う第2の直交復調部、を含む、
請求項乃至10のいずれか一項に記載の集積回路。
the pen signal includes first and second pen signals transmitted using carrier signals of different frequencies;
the plurality of orthogonal demodulation units include a first orthogonal demodulation unit that performs orthogonal detection at a frequency of a carrier signal of the first pen signal, and a second orthogonal demodulation unit that performs orthogonal detection at a frequency of a carrier signal of the second pen signal;
11. An integrated circuit according to any one of claims 8 to 10 .
前記第1及び第2のペン信号は、互いに異なるアクティブペンによって生成される、
請求項12に記載の集積回路。
the first and second pen signals are generated by different active pens;
13. The integrated circuit of claim 12 .
前記第1及び第2のペン信号は、1つのアクティブペンの中に配置された互いに異なる電極から送信される、
請求項12に記載の集積回路。
the first and second pen signals are transmitted from different electrodes disposed in one active pen;
13. The integrated circuit of claim 12 .
前記デルタシグマ変調部は、
前記積分器の出力信号のレベルの絶対値が所定値を上回ったことを検出するコンパレータと、
前記積分器の出力信号のレベルの絶対値が所定値を上回ったことが前記コンパレータによって検出された場合に前記フィードバック信号のレベルを制御する加算器と、をさらに含む、
請求項1乃至14のいずれか一項に記載の集積回路。
The delta-sigma modulation unit
a comparator for detecting when the absolute value of the level of the output signal of the integrator exceeds a predetermined value;
an adder that controls a level of the feedback signal when the comparator detects that the absolute value of the level of the output signal of the integrator exceeds a predetermined value.
15. An integrated circuit according to any preceding claim.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7562231B2 (en) * 2020-09-07 2024-10-07 株式会社ワコム Palm rejection method and sensor controller
TWI902473B (en) * 2024-09-26 2025-10-21 瑞鼎科技股份有限公司 Capacitance sensing circuit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008542760A (en) 2005-06-03 2008-11-27 シナプティクス インコーポレイテッド Method and system for detecting capacitance using sigma delta measurement
JP2018510436A (en) 2015-07-06 2018-04-12 3アクシスデータ,エルエルシー Pen system for internal pressure, tilt and rotation
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140600A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Fujitsu Ltd Sigma Delta A / D Converter
US7301350B2 (en) 2005-06-03 2007-11-27 Synaptics Incorporated Methods and systems for detecting a capacitance using sigma-delta measurement techniques
JP5745712B1 (en) 2014-01-22 2015-07-08 株式会社ワコム Position indicator, position detection apparatus, position detection circuit, and position detection method
US10061415B2 (en) * 2016-06-30 2018-08-28 Synaptics Incorporated Input device receiver with delta-sigma modulator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008542760A (en) 2005-06-03 2008-11-27 シナプティクス インコーポレイテッド Method and system for detecting capacitance using sigma delta measurement
JP2018510436A (en) 2015-07-06 2018-04-12 3アクシスデータ,エルエルシー Pen system for internal pressure, tilt and rotation
WO2020230223A1 (en) 2019-05-10 2020-11-19 株式会社ワコム Method for transmitting transmission data from sensor controller to pen, and pen

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